第7-8講 大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2019

1、第七講 大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)Atmospheric Environmental Impact Predication and Assessment2022/10/42本章構(gòu)成大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)方法與內(nèi)容大氣污染物點(diǎn)源擴(kuò)散模式非點(diǎn)源擴(kuò)散模式大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)模型中參數(shù)的選擇與計(jì)算大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)大氣環(huán)境污染防治對(duì)策大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則推薦模式及案例大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/438.1 大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)方法與內(nèi)容8.1.1 大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)方法1大氣污染與大氣污染源大氣污染 大氣污染源 大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/442大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)方法概述 大氣環(huán)境影響的預(yù)測(cè)方法 運(yùn)用最為

2、普遍的是高斯模式：污染物在空間的概率密度在平穩(wěn)均勻湍流場(chǎng)下服從正態(tài)分布（高斯分布） 適用條件勻流場(chǎng)（即風(fēng)速、擴(kuò)散參數(shù)等不隨時(shí)間、空間位置的變化而變化） 建立數(shù)學(xué)模型大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)模型分類大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/453法規(guī)大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)模型由政府部門頒布實(shí)施或認(rèn)證、普遍應(yīng)用的大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)模型。 如：我國(guó)環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境（HJ 2.2-2018）推薦模式 香港特別行政區(qū)推薦的模式 美國(guó)EPA推薦的一系列模式 目前，大多數(shù)法規(guī)大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)模型屬于正態(tài)模式。大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/46/2022/10/474大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)模型選用的一般步驟大氣環(huán)境

3、影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/48 確定預(yù)測(cè)因子 有環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)因子作為預(yù)測(cè)因子 建設(shè)項(xiàng)目的特征污染物和預(yù)測(cè)區(qū)域內(nèi)污染嚴(yán)重的因子 數(shù)量不要太多，35個(gè)，但對(duì)排放大氣污染物種類較多的項(xiàng)目，可適當(dāng)增加。 確定預(yù)測(cè)范圍及計(jì)算點(diǎn) 預(yù)測(cè)范圍應(yīng)覆蓋評(píng)價(jià)范圍 預(yù)測(cè)計(jì)算點(diǎn)分類： 環(huán)境空氣敏感區(qū)所有的環(huán)境空氣保護(hù)目標(biāo) 預(yù)測(cè)范圍內(nèi)的網(wǎng)格點(diǎn)區(qū)域直角坐標(biāo)網(wǎng)格或極坐標(biāo)網(wǎng)格 最大地面濃度點(diǎn)大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/49 確定污染源計(jì)算清單包括污染源的幾何形態(tài)、空間位置、煙囪參數(shù)、源強(qiáng)、污染物性質(zhì)等 落實(shí)污染氣象參數(shù) 確定地形復(fù)雜程度 簡(jiǎn)單地形 距離污染源中心點(diǎn)5km 內(nèi)的地形高度（不含建筑物） 低于

4、排氣筒高度的地形 。 在此范圍內(nèi)地形高度不超過排氣筒基底高度時(shí)， 可認(rèn)為地形高度為0m； 復(fù)雜地形距離污染源中心點(diǎn)5km 內(nèi)的地形高度（不含建筑物）等于或超過排氣筒高度地形。 大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/410 設(shè)定預(yù)測(cè)情景大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/411預(yù)測(cè)模型選用與驗(yàn)證其他相關(guān)參數(shù)的確定大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/4128.1.2 大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)內(nèi)容為評(píng)價(jià)提供涵蓋建設(shè)項(xiàng)目（或規(guī)劃）建成實(shí)施后在各種情況下的基礎(chǔ)定量數(shù)據(jù)。(1)了解建設(shè)項(xiàng)目或規(guī)劃建成后對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量影響的程度(2)確定建設(shè)項(xiàng)目或規(guī)劃建成后，大氣污染物影響的范圍及空間分布情況(3)比較項(xiàng)目各種建

5、設(shè)方案或規(guī)劃實(shí)施方案對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量的影響(4)給出各污染源對(duì)關(guān)注點(diǎn)的污染物濃度貢獻(xiàn)(5)優(yōu)化關(guān)注區(qū)域的污染源布局，并對(duì)其實(shí)施總量控制1大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)目的大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/413對(duì)于一、二級(jí)評(píng)價(jià)，應(yīng)當(dāng)包括： 全年逐時(shí)或逐次小時(shí)氣象條件下，環(huán)境空氣保護(hù)目標(biāo)、網(wǎng)格點(diǎn)處的地面濃度； 評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的最大地面小時(shí)濃度。 全年逐日氣象條件下，環(huán)境空氣保護(hù)目標(biāo)、網(wǎng)格點(diǎn)處的地面濃度； 評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的最大地面日平均濃度。 長(zhǎng)期氣象條件下，環(huán)境空氣保護(hù)目標(biāo)、網(wǎng)格點(diǎn)處的地面濃度； 評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的最大地面年平均濃度。 長(zhǎng)期氣象條件：一級(jí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目為近五年內(nèi)至少連續(xù)三年的逐日、逐次氣象條件； 二級(jí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目為

6、近三年內(nèi)至少連續(xù)一年的逐日、逐次氣象條件。2大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)內(nèi)容大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/414非正常排放情況，全年逐時(shí)或逐次小時(shí)氣象條件下，環(huán)境空氣保護(hù)目標(biāo)的最 大地面小時(shí)濃度和評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的最大地面小時(shí)濃度。 對(duì)于一級(jí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目，其施工期超過一年的項(xiàng)目，并且施工期排放的污染物影響較大，還應(yīng)預(yù)測(cè)施工期間的大氣環(huán)境質(zhì)量。 三級(jí)評(píng)價(jià)的項(xiàng)目可不進(jìn)行以上述預(yù)測(cè)。2大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)內(nèi)容大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/4158.2 大氣污染物點(diǎn)源擴(kuò)散模式經(jīng)典的大氣污染擴(kuò)散模式以高斯大氣擴(kuò)散模式為基礎(chǔ) 8.2.1無(wú)界高斯煙羽擴(kuò)散模式污染物在各個(gè)斷面上呈正態(tài)分布，即在y軸和z軸上分別有： 1、

7、基本假設(shè)XYZ主導(dǎo)風(fēng)向大氣流動(dòng)有主導(dǎo)風(fēng)向，風(fēng)速在預(yù)測(cè)范圍均勻穩(wěn)定，即U常數(shù)在x軸方向上，平流輸送作用遠(yuǎn)大于擴(kuò)散作用，故在x軸方向的擴(kuò)散作用 可以忽略不計(jì)。 污染源強(qiáng)連續(xù)且均勻，污染物質(zhì)量守恒 濃度分布不隨時(shí)間改變，即：0（6.1）大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/416下風(fēng)向任何一點(diǎn)污染物濃度的分布函數(shù)由前，解得則無(wú)界高斯煙羽擴(kuò)散模式x、y、z預(yù)測(cè)點(diǎn)位空間座標(biāo)，m，坐標(biāo)原點(diǎn)在源口； Q源強(qiáng)，mg/s； U污染源口平均風(fēng)速，m/s；垂直于平均風(fēng)向的水平橫向（y方向）擴(kuò)散參數(shù)，m；鉛直方向（z方向）擴(kuò)散參數(shù)，m。下風(fēng)向某點(diǎn)處，大氣污染物濃度貢獻(xiàn)值，mg/m3；（推導(dǎo)省略）XYZ主導(dǎo)風(fēng)向0大氣環(huán)

8、境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/417y、z方向的污染物濃度呈正態(tài)分布；在一定范圍內(nèi)隨x距離的增加， 、 也逐步增大；、【討論】無(wú)界高斯煙羽擴(kuò)散模式的討論 與污染源的源強(qiáng)Q成正比； 與風(fēng)速U成反比；無(wú)界煙羽下風(fēng)向軸線濃度最高，即令y=0、z=0，得到下風(fēng)向地面軸線濃度大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/4188.2.2 有風(fēng)點(diǎn)源正態(tài)煙羽擴(kuò)散模式有風(fēng)指距地面10m高處的平均風(fēng)速風(fēng)速把煙流落于地面后的污染物濃度看成兩部分之和：不存在地面反射時(shí)（實(shí)源）的污染物濃度；由于地面反射作用（虛源）所增加的污染物濃度。XYZ主導(dǎo)風(fēng)向0實(shí)源作用 虛源作用 實(shí)、虛源作用迭加 高架連續(xù)點(diǎn)源的擴(kuò)散模式 地面源（He

9、=0）此濃度為無(wú)界模式的兩倍 預(yù)測(cè)點(diǎn)到源口距離大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/4191 地面濃度我們更為關(guān)心的是煙羽擴(kuò)散對(duì)地面的影響。高架連續(xù)點(diǎn)源煙羽落地時(shí)，Z=0若為地面源 2 地面軸線濃度煙羽沿風(fēng)向軸線上的污染物濃度最大；地面軸線上，Y=0，Z=0 若為地面源 大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/420高架源與地面源的地面軸線污染物濃度分布情況在其他參數(shù)相同的情況下，地面源的濃度大于高架源大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/4213 高架連續(xù)點(diǎn)源最大落地濃度構(gòu)造關(guān)系式： (地面軸線濃度)（6.14）代入得到求導(dǎo) 當(dāng)時(shí)，可以得到最大落地濃度距離： （6.17）令（6.17）中，x=

10、xmax,則（6.18）（6.20）（6.21）將（6.20）、（6.21）、（6.17）、代入（6.18），得到大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/422若對(duì)式8.14對(duì)x 進(jìn)行求導(dǎo)、在當(dāng)時(shí)也可求解得到 其中可解得：其中分別為橫向擴(kuò)散參數(shù)、鉛直向擴(kuò)散參數(shù)的回歸指數(shù)；分別為橫向擴(kuò)散參數(shù)、鉛直向擴(kuò)散參數(shù)的回歸系數(shù)。大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/423首先計(jì)算 ，再利用（6.22）或（6.23）求解?！纠磕车貐^(qū)有以高架連續(xù)點(diǎn)源，有效源高為160m，實(shí)測(cè)平均風(fēng)速3.0m/s，排煙量4.5105 m3/h，排煙中SO2 濃度為1000 mg/m3。已知 ，試求下風(fēng)向距煙囪500m，距地面x

11、軸線50m處SO2的地面濃度值，并求出該高架點(diǎn)源排出SO2的地面最大濃度。8.2.3 靜小風(fēng)擴(kuò)散模式小風(fēng)（1.5m/sU100.5m/s）、靜風(fēng)（U100.5m/s)時(shí)，污染物在X方向的擴(kuò)散不可忽略提示：1、計(jì)算源強(qiáng)（排煙量濃度，mg/s） 2、計(jì)算x=500m，y=50m處的地面濃度 3、求出最大落地濃度大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)2022/10/424大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)【解】1、計(jì)算源強(qiáng)首先計(jì)算max，再利用（6.22）或（6.23）求解。 3、求出最大落地濃度2、計(jì)算x=500m，y=50m處的地面濃度2022/10/425大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)8.2.4 封閉性擴(kuò)散模式 若在排氣筒出口上方存在一個(gè)穩(wěn)定的逆溫層，那么大氣污染物向上的擴(kuò)散會(huì)受到阻擋，同時(shí)由于地面的反射，污染物的擴(kuò)散如同被限制在逆溫層與地面之間的封閉型空間內(nèi)。 在封閉性空間內(nèi)，空間內(nèi)一點(diǎn)的污染物濃度可以看作為實(shí)源及其虛源多次反射作用所得濃度之和。計(jì)算模式h混合層厚度（由地面到逆溫層底部的高度），m；n煙羽在地面和逆溫層底之間發(fā)生的反射次數(shù)，一般取n44。一般經(jīng)14次反射之后，虛源的作用已經(jīng)很小。2022/10/426大氣